内容正文:
专题03 无机非金属材料
重难点索引:
1.硅单质的性质
2.二氧化硅的化学性质
3.硅酸盐
4.新型无机非金属材料
重点1:硅单质的性质
1.硅的物理性质:
颜 色
状 态
熔点、沸点
硬 度
导电性
灰黑色金属光泽
固 体
很 高
很 大
半导体材料
2.化学性质:
(1)常温下:
(2)加热时:(放出大量的热)
例1.科学生产中蕴藏着丰富的化学知识。化学改善人类的生活,创造美好的世界。下列生产、生活情境中涉及的原理错误的是( )
选项
生产生活情境
原理
A
太阳能电池板被广泛应用
利用SiO2的光电性质
B
葡葡酒中通常添加少量SO2
既可以杀菌,又可以防止营养成分被氧化
C
世博停车场安装催化光解设施,可处理汽车尾气中CO和NOx
NOx和CO发生反应生成无毒气体
D
“明如镜、声如磬”的瓷器,可由黏土经高温烧结而成
主要化学成分是硅酸盐
例2.下列说法正确的是( )
A.SO2和SiO2都是酸性氧化物,均不能和任何酸反应
B.硫、氮、硅三种元素在自然界中既存在游离态,又存在化合态
C.利用硅的半导体性能制作芯片,因此高纯硅广泛应用于信息技术
D.Fe2+和NO一定不能大量共存
重点2:二氧化硅的化学性质
1.酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性:
(1)与碱性氧化物化合:;
(2)与碱反应:
2.特殊性:
(1)不能与水化合
(2)与反应:,用于刻蚀玻璃。
3.弱氧化性:
4.与、等反应:
(制作玻璃的主要反应);(制作玻璃的主要反应)
例3.在2021年5月29日,我国企业研发的世界首台航天微波炉随着“天舟二号”进入太空。其中芯片全为中国制造,制作芯片的刻蚀液为硝酸与氢氟酸的混合液,工艺涉及的反应为:,下列说法错误的是( )
A.此反应不能在玻璃容器中进行
B.由此反应可判断氢氟酸是强酸
C.氧化性:HNO3>H2SiF6
D.标况下,生成2.24 LH2时,转移电子的物质的量为0.4 mol
例4.瑞典皇家科学院2009年6日宣布,华人科学家高锟以及两名美国科学家Willard Boyle和George Smith获得2009年诺贝尔物理学奖,以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究。下列有关光导纤维和半导体的有关说法错误的是( )
A.二氧化硅是制备光导纤维的原料,光导纤维遇碱会“短路”
B.作半导体材料的硅位于周期表中金属与非金属分界线附近
C.工业上,利用二氧化硅热分解法冶炼硅
D.晶体硅可用作计算机芯片
重点3:硅酸盐
1.组成及性质:硅酸盐是一大类结构复杂的固体物质,大多数不溶于水,化学性质稳定。能溶于水的硅酸盐主要是和。
2.硅酸盐组成表示:
(1)表示方法:硅酸盐组成比较复杂,一般写成金属氧化物和。例如:硅酸钠可写成。
(2)书写方法:①找出组成元素;②写成氧化物形式;③注意原子守恒;④检查无遗漏;⑤氧化物之间以“·”隔开。
(3)书写顺序:活泼金属氧化物较活泼金属氧化物。例如石棉:。
例5.下列说法中正确的有( )
①二氧化氮能溶于水生成硝酸,属于酸性氧化物;
②二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸;
③水玻璃可作木材防火剂;
④光导纤维和石墨烯都是新型无机非金属材料;
⑤浓硫酸在常温下可迅速与碳反应放出二氧化硫气体;
⑥NH3易液化,液氨常用作制冷剂;
⑦工业上常用硅制造光导纤维;
⑧普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅的混合物;
⑨在标准状况下,等物质的量的SO2和SO3所占体积相同;
⑩铵盐分解不一定产生氨气;
⑪工业制粗硅在高温下焦炭还原二氧化硅,副产物为CO;⑫工业制硫酸,黄铁矿煅烧生成的气体经接触氧化后用浓硫酸吸收
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
例6.下列离子方程式正确的是( )
A.向溶液中加入过量铜粉:
B.向碳酸氢铵溶液中加入过量的溶液:
C.用过量氨水吸收工业尾气中的
D.向溶液中通入过量
重点4:新型无机非金属材料
1.硅和二氧化硅:
(1)硅单质的导电性介于导体与绝缘体之间,是应用最为广泛的半导体材料。高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。
(2)二氧化硅可用来生产光导纤维。光导纤维的通信容量大,抗干扰性能好,传输的信号不易衰减,能有效提高通信效率。
2.新型陶瓷:在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。
①碳化硅:俗称金刚砂,硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料,具有优异的高温抗氧化性能,可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。
②高温结构陶瓷:一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成,具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优良性能,可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等。
③压电陶瓷:主要有钛酸盐和锆酸盐等,可用于滤波器、扬声器、